Cr掺杂对Mn基硫属化合物的结构优化及磁性研究

发布时间：2020-06-09 01:19

【摘要】：Mn基硫属化合物具有反铁磁性,相邻价电子的自旋趋于相反方向,净磁矩为零,不会产生磁场,此性质严重限制了其应用,因此本文通过高温液相有机溶剂法制备了Mn基硫属化合物,并研究了掺杂3d过渡金属Cr对所获得纳米材料的结构和磁学性能的影响,得出以下结论:(1)我们采用高温液相有机溶剂法制备出MnTe纳米线,对合成条件进行优化,并对纳米线的结构、磁学性能、成分及形貌等进行研究。通过采用MnO、MnCl_2、Mn(acac)_3和Mn(acac)_2为不同Mn源,研究了不同的Mn、Te前驱体及其加入比例对合成MnTe纳米线的影响。发现不同前驱体及不同加入比例对所得MnTe纳米线化学有序度及磁性能和形貌有较大影响。摩尔比为1.2:1的Mn(acac)_2和Te作为前驱体能获得形貌最佳的MnTe反铁磁性纳米线,此时,纳米线直径为100 nm左右,长度超过10μm。(2)为调控MnTe纳米棒的磁性,我们以Cr(acac)_3为Cr源,在MnTe纳米线中成功掺杂了3d过渡金属Cr元素,获得MnTe/Cr_2Te_3复合纳米结构。研究了不同的Mn、Cr、Te前驱体加入比例对MnTe/Cr_2Te_3异质结纳米棒的影响。通过调节Cr和Mn的摩尔比为Cr:Mn=14:86,制备得到具有最佳形貌和磁性能的产物。通过对反应时间、反应温度、掺杂比例等条件进行优化,当反应时间为3小时,反应温度为400℃,(Mn+Cr)与Te比例为1.2:1时,其综合磁性能最佳,矫顽力可以达到6.5 kOe。这是由于形状各向异性,钉扎效应及铁磁反铁磁耦合等共同作用所致。(3)我们采用同样技术成功合成出高质量的Mn_(1-x)Cr_x Se复合纳米花。以MnCl_2为Mn源,Cr(acac)_3为Cr源,研究了不同的前驱体比例对合成Mn_(1-x)Cr_xSe复合纳米花的影响。通过调节Cr和Mn的摩尔比,当Cr:Mn=1:4时,制备出具有最佳磁性能及形貌的复合纳米花。总之,我们采用高温液相有机溶剂法合成MnTe及MnSe硫属化合物。通过3d过渡金属Cr掺杂的方法制备出磁学性能和形貌更加优异的MnTe/Cr_2Te_3以及Mn_(1-x)Cr_x Se纳米材料,该方法为研究Mn基硫属化合物的形貌及磁性调控奠定了重要基础。
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纳米形貌,纳米材料

1 综述米材料的简介科学技术的不断发展，人们对材料的认识不断深入，介于宏观和由于其具有多种独特性质，引起国内外科技工作者的广泛关注。早人就拥有制备烟松墨的成熟技术，其制备过程中得到的炭黑，就的纳米材料。材料全称为纳米级结构材料，是指在三维空间中至少有一维处于 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，与常规尺寸材料相比，纳物理化学性质。不同纳米材料具有多种不同形貌，，如下图所示。

晶体结构模型,原子位置,反铁磁,稳定结构

（d）WZ 型（e）NA 型（f）IS 型图 1-2 MnTe 六种典型的二元晶体结构模型对六种不同结构的MnTe的三种不同磁态(铁磁、反铁磁和非磁) 都进行完整的构优化，包括晶格矢量以及原子位置，并将其三种磁态的最稳定结构能量信息列下表中。表 1-1 MnTe 各相的磁性和结构信息
【学位授予单位】：山西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1

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